چالش های پیش روی شهرهای هوشمند جهان کدامند؟

در این مطلب نظرات این افراد در مورد چالش های شهرهای هوشمند در سطح جهانی را می خوانید:

براوند ونلان، استاد سیستم های اطلاعاتی دانشگاه همیونوت

فریتس ورهیج، طراح شهرهای هوشمند سبز

نتیجه گیری

طبق برآوردهای به عمل آمده در سال ۲۰۴۵ میلادی حدود ۳ درصد اشتغال کشورهای درحال توسعه در بخش کشاورزی، ۴ درصد در بخش صنعت و ۹۳ درصد در بخش خدمات خواهد بود. در شرایط کنونی ۴۶۸ شهر بزرگ در جهان بیش از ۶۰ درصد رشد تولید ناخالص داخلی جهانی را تا سال ۲۰۳۰ در اختیار خود دارند و هم اکنون نیز طبق آمارها ۷۰ درصد GDP جهان در شهرها تولید می شود.
در شرایط کنونی 37 شهر بزرگ در سطح جهانی با جمعیت بالای 10 میلیون نفر در جهان وجود دارد اما تا سال 2025 این تعداد به بیش از 100 شهر خواهد رسید،  از این رو می توان عنوان کرد که ما امروز با یک انقلاب کلانشهری مواجه هستیم.
امروزه  همچنین۸۰ درصد اقتصاد در اطلاعات داده های مکانی نهفته شده و به طور طبیعی، اطلاعات ما به اشکال مختلف با یک مکان، ارتباط برقرار می کند.
پیش بینی شده که دانش آموزانی که در حال حاضر در مدارس ابتدایی درس می خوانند در ۶۰ درصد شغل هایی که جدیدا ابداع خواهد شد، مشغول به کار خواهند شد.
در حال حاضر بیش از ۷۰ درصد تولید ناخالص ملی دنیا در دو بخش ارتباطات و رسانه نهفته است و این الزام است که سرمایه گذاری در این بخش زیرساخت های شهر الکترونیک باید مورد توجه قراربگیرد.
ظرفیت اقتصادی راهکارهای شهر هوشمند امروزه از مرز 400 میلیارد دلار گذشته و  پیش بینی می شود تا 2019 با نرخ رشد مرکب سالانه 22.5 درصد به 1100 میلیارد دلار برسد. این حجم بازار در 2020 به 1.5 و در سال 2025 به 3.3 هزار میلیارد دلار خواهد رسید.
طبق توضیحات بالا این حقیقت نمایان و آشکار است که جوامع، کشورها و شهرها در اکثر ابعاد زندگی به سمت هوشمند سازی در حال حرکت می باشند.
ضرورت ایجاد زیر ساخت های پایدار و هوشمند سازی تمام ابعاد خدماتی، کسب و کارها و مدیریت، بهداشت و محیط زیست، امنیت، ارتباطات و بسیاری موضوعات دیگر شهری، تجربه جدیدی است که در برخی کلان شهرهای دنیا اجرا شده و آثار مطلوبی به جای گذاشته است. تا جایی که از نگاه صاحب نظران و مدیران کلان شهرها اینها بهترین راهبرد دو لبه برای مهار بحران ها و چالش های اشاره شده در شهرهای بزرگ از یک سو، و بهره برداری مطلوب از ظرفیت های اقتصادی و اجتماعی این محیط ها از سوی دیگر، شناخته شده اند.

ایجاد زیرساخت های پایدار و هوشمند سازی یکپارچه کلیه خدمات شهری تحت عنوان مفهوم شهرهوشمند مورد استقبال صاحب نظران، مدیران شهری و دولتمردان، شرکت های فناوری و سرمایه گذاری، و دستگاه های حاکمیتی در کشورهای پیشرفته و در حال توسعه قرار گرفته است. دسترسی به یک محیط سالم، زندگی مطلوب و راحت، اقتصاد پویا و قوی از جمله اهدافی است که در بستر پدیده شهرهای هوشمند در حال تجربه و استقرار است.

شهر هوشمند فواید و کاربردهای بسیار زیادی در بالابردن سطح کیفیت زندگی شهروندان در شهرها و کشورهای مختلف دارد اما نکته ای نباید غافل شد این است بین شرایط حاضر فاصله نسبتا زیادی با شهرهای هوشمند به معنای واقعی وجود دارد و موردی  که شناخت آن در فاصله  بین این دو بسیار مهم می باشد بررسی چالش ها و مشکلات پیش روی شهرهای هوشمند می باشد. شهر هوشمند علی رغم فواید زیادی که دارد، با چالش هایی نیزز روبه رو می باشد که برای تحقق آن باید چالش ها شناسایی، تحلیل، برنامه ریزی و در نهایت تبدیل به فرصت شوند.
در این نوشته تلاش خواهد شد تا پژوهشگران حوزه شهر هوشمند، دانشجویان، مدیران شهری و علاقه مندان به موضوع شهر هوشمند با چالش های شهرهای هوشمند بیش از پیش آشنا شوند.

با بررس مجله های مختلف در مورد این موضوع، این مسأله مشخص شد که دیدگاه مجله هایی مثل  فوربس، وال استریت ژورنال، گاردین و ده ها نشریه دیگر در مورد شهرهای هوشمند خوشبینانه است. بدون ترافیک بیشتر! انرژی قابل تجدید برای همه! آتش سوزی کمتر و شیوع بیماری!  میلیارد ها پس انداز!  باغ های سبز، اتومبیلی بر روی سقف.
اینها همه امکانات واقعی هستند. با این حال، قبل از اینکه ما خیلی هیجان زده باشیم، باید ابتدا به موارد پایه ای و بنیادی تر توجه کنیم و هزینه وز مان خود را صرف چالش های پیش روی تحقق چنین شهرهایی صرف بکنیم.

برای شروع ذکر این تکته ضروری به نظر می رسد که برای تحقق شهر هوشمند و شناسایی چالش های پیش رو  در هر منطقه ای به مانند هر نوع برنامه ریزی دیگری، شرایط خاص آن شهر، شهروندان و مشخصات جمعیت شناختی، شرایط مالی، وضعیت مدیران شهر و بسیاری عوامل دیگر مدنظر قراربگیرند. نوآوری در فناوری، امکان و کارآیی هر پروژه شهر هوشمند را بهبود می بخشد. هر یک از تکنولوژی های جدید، مجموعه ای از امکانات جدید را به ارمغان می آورد. از آنجایی که هر شهر فرهنگ و زیرساخت ها و سیاست های تامین مالی خود را دارد، پذیرش تکنولوژی می تواند به شیوه های گوناگون متفاوت باشد. با این حال، این بدان معنی است که همیشه نمی توان به دیگر پروژه های اثبات شده شهری تکیه کرد تا به عنوان یک طرح برای موفقیت عمل کنند.

یکی از مهمترین چالش هایی که در شروع پروژه های شهر هوشمند  وجوددارد و گریبان مدیران شهری را خواهد گرفت، بحث انعطاف ناپذیری و سیستم مدیریت آمرانه شهرها می باشد. دولت ها و مدیران شهری باید سبک مدیریت خود را تغییر دهند و رویکرد انعطاف پذیر تری را اتخاذ کنند. تصمیم گیری و مدیریت شهرها به مدل بالا به پایین یکی از مهمترین چالش هایی می باشد که سیستم مدیریت شهری دیر یا زود باید آن را اصلاح کند وگرنه شهر هوشمند محقق نخواهد شد.

چالش های پیش روی شهرهای هوشمند به صورت کلی و تیتر وار در زیر آمده است. در ادامه پژوهش این موارد به صورت جزئی تر و تخصصی تر تشریح خواهند شد.

• چالش های فناوری با پوشش و ظرفیت.
• امنیت دیجیتال.
• قوانین و سیاست ها.
• فقدان اعتماد یا عدم تمایل شهروندان.
• مدل های مالی و تجاری.
• قابلیت همکاری.
• زیرساخت های موجود برای سیستم های انرژی، آب و حمل و نقل

امنیت دیجیتال شهرهای دیگر تهدید است که آنها سعی می کنند پروژه های شهر هوشمند را اجرا کنند. با انتقال اطلاعات شخصی به ابر، اغلب با دستگاه های دیجیتال به اشتراک گذاشته می شود که به نوبه خود اطلاعات را در میان چندین کاربر به اشتراک می گذارد. شهرها در سراسر دنیا به سمت هوشمند شدن پیش می روند و این امر فرصت بزرگی را به مهاجمین برای انجام حملات سایبری می دهد.

شهرها برای هوشمند شدن نیازمند اتخاذ تکنولوژی های جدید هوشمند می باشند. هر تکنولوزی یا سیستم جدید شهری یک فرصت جدید به مهاجمان  سایبری می دهد. به عنوان مثال بسیاری از ارتباطات بین سیستم های کنترل ترافیک وچراغ های راهنمایی در سیستم کنترل هوشمند ترافیک، بدون هیچ نوع رمزنگاری و یا احراز هویتی صورت می گیرد و امکان تغییر و یا جعل داده توسط مهاجم را فرراهم می آورد. هم چنین یکی از مهمترین حملاتی که به شبکه های هوشمند مثل شبکه برق وارد است، حمله ی جلوگیری از سرویس، از طریق ازدحام در کانال، سیل ریزی محاسباتی تجهیزات باتوان محاسباتی کم «کنتورهای هوشمند»، حمله جلوگیری از سرویس توزیع شده به مرکز اسکادا و یا به تأخیرانداختن یک پیام زمان- بحرانی می باشد که ممکن است باعث ایجادخاموشی در سطح گسترده گردد.

جعل داده های حسگر مختلف یکی دیگر از تهدیدات پتانسیل در حوزه شهری است. به عنوان مثال جعل حسگرهای تشخیص زمین لرزه ، سیل، تیراندازی و.. می تواند باعث صدور خطای اشتباه شده و باعث ترس عمومی گردد. هم چنین جعل هویت مشتری توسط متخاصم جهت کنترل از راه دور خانه می تواند ضرر های مختلفی را متوجه صاحب خانه بکند. در ادامه به دیدگاه چند نفر از متخصصین شهرهای هوشمند در مورد چالش های پیش روی شهرهای هوشمند می پردازیم.

براوند ونلان، استاد سیستم های اطلاعاتی دانشگاه همیونوت:

یکی از بزرگترین مشکلاتی که در اجرای شهرهای هوشمند با آن روبه رو هستیم مربوط به خود تکنولوژی نیست، بلکه مشکلاتی است که در حین انجام ایده اتفاق می افتد. به عنوان یک جامعه پژوهشی، ما در مورد چیزهایی مانند قدرت سنسور، عملکرد سنسور و غیره بحث می کنیم. ما نمودارهای هوشمندانه شهرها را منظم می بینیم و ما در مورد چگونگی آنها صحبت می کنیم. سپس ما به داخل میدان می رویم، به شهرها می رسیم و متوجه می شویم که مراحل خطی    A ، B، C و D به یک شبکه پیچیده  روابط پویا رسیده اند. ما یکپارچه سازی و فرآیندهای کسب و کار را به همان اندازه به عنوان تکنولوژی به چالش کشیدیم. و ما خودمان می پرسیم: «چگونه می توان تمام ذینفعان را هماهنگ کرد و به یک حس مسئولیت جمعی و هدف مشترک دست یافت؟

در نظر سنجی که از شهروندان و نخبگان 50 شهر در رابطه با  چالش های هوشمندی شهرهایشان انجام دادیم نتایجی به دست آمد که بدین صورت می باشد:

• 44 درصد: انعطاف ناپذیر بودن و به روز نبودن سیستم تدارکات و پشتیبانی در قبال تحولات و نوآوری ها
• 64 درصد: تأکید بر موضوع کمبود و لزوم تأمین منابع مالی برای اجرای پروژها
• 16 درصد: به عدم مشارکت بخش خصوصی و مشکل بودن مدیریت آنان توسط دولت ها اشاره کردند
• 32 درصد: نداشتن سیستم یکپارچه اشتراک اطلاعات در شهرها
• 30 درصد: عدم استفاده سیستم ها وشرکت های فناوری نوین از روش های مفید جهت معرفی خود
• 26 درصد: عدم توجه به مزایای بلند مدت و مشغول بودن به برنامه زودبازده و کوتاه مدت
• 22 درصد: آگاه و توجیه نبودن اپراتور های قسمت های مختلف شهر در مورد وظیفه خودشان
• 14درصد: عدم توان کافی برای جلب مشارکت و سرمایه گذاری بخش خصوصی
• 38 درصد: آسیپ پذیر بودن پروژها در مقابل عواملی مانند برگزاری انتخابات و تغییر مدیران شهری
• 34 درصد: مقاومت برخی کارمندان و مدیران شهری در مقابل هوشمندی وشفاویت داشتن امور اداری

 در پژوهشی دیگر از شهروندان دررابطه با چالش های شهرشان در زمینه هوشمند شدن سوال شده است که مواردی مانند کمبود اطلاعات از شهر هوشمند وفواید مزایای آن برای شهروندان عنوان شد. پاسخ ها در قالب نمودار زیر ارائه شده است:

چالش های پیش روی شهر هوشمند

فریتس ورهیج، طراح شهرهای هوشمند سبز

 سازگاری شهرها برای رشد و در عین حال مقاومت در برابر وقایع آب و هوایی و کاهش گازهای گلخانهای، در حال حاضر یکی از بزرگترین چالش های شهرهای هوشمند است.

آموزش شهروندان

در تحقق شهر هوشمند نقش شهروندان انکار ناپذیر می باشد. باتوجه به اهمیت این موضوع آگاهی و هوشمندی شهروندان چندان مورد توجه برنامه ریزان و مدیران شهری نمی باشد. به طور کلی بخش قابل توجهی از بودجه هوشمندسازی شهرها باید صرف آموزش شهروندان گردد و شهروندان را محور پیاده سازی اصول شهر هوشمند قرار دهد. پایین بودن سطح آموزش شهروندان جزو چالش های بسیار مهم در تحقق شهرهای هوشمند در اقصی نقاط دنیا می باشد.

افزایش جمعیت و خانه ها

افزایش جمعیت و خانه ها  در توسعه شهر هوشمند نیز  یکی از  چالش های  بزرگ محسوب می شود.

جذب سرمایه

چالش بعدی هزینه ها و تأمین بودجه برای شهر هوشمند می باشد. تبدیل یک شهر فعلی بسیار گران تر از ساختن یک شهر جدید است که با تمام الزامات لازم برای کاملا هوشمندانه سازگار است. شکستن خیابان های قدیمی باعث اختلال زیادی در تجارت و حمل و نقل می شود. به خصوص که بهینه سازی شهرهای تاریخی دشوار است. متخصصان ساختمان های تاریخی اغلب نمی توانند اجازه دهند تا ساختمان های قدیمی دچار تغییرات عمده کالبدی و تغییر ساختاری شوند.

ذینفعان اصلی شهر هوشمند به خصوص در بخش محتوا بخش خصوصی کشور خواهند بود، این درحالی است که در پذیرش فناوری از ابتدا با نوعی مقاومت از سوی مردم مواجه هستیم و پس از آن شاهد استفاده افراطی از ابزارهای تکنولوژی خواهیم بود.
امروز با یک نگاه فناوری افراطی و نیز یک مقاومت در سرمایه گذاری در بخش ICT مواجه هستیم، بسیاری منتظرند تمامی سرمایه گذاریها از طریق دولت انجام شود در صورتی که بخش اصلی این سرمایه گذاری باید از طریق بخش خصوصی انجام گیرد و دولت تنها تسهیل و فراهم کننده این اتفاق باشد.
متاسفانه نوعی ترس، مانع سرمایه گذاری به خصوص سرمایه گذاری خارجی در بخش فناوری اطلاعات و ارتباطات کشور شده است.

موضوع بعدی عدم اطمینان شرکت های خصوصی دررابطه با سرمایه گذاری بلند مدت در پروژه های شهر هوشند می باشد و این مسأله وظیفه دولت می باشد که نقش تسهیگری خود را ایفا کند و شرایط ثبات و ارامش و اطمینان را برای شرکت ها جهت سرمایه گذاری بلند مدت آماده و مهیا بکند.

بنابراین پیدا کردن راه هایی برای سرمایه گذاری پروژه های شهر هوشمند می تواند یک چالش بزرگ باشد.

کم آبی و خشکسالی

مورد بعدی بحث خشکسالی و کم آبی می باشد که به خصوص در کشورهای کمتر توسعه یافته این معضل و بحران مشهود تر می باشد و اگر راه کارهای مقابله با آن اتخاذ نشود نه تنها هوشمند سازی بلکه هیج نوع برنامه ریزی دیگری برای این نوع شهرها ها قابل اجرا نخواهند بود زیرا ماهیت و قوام شهرها در این صورت تهدید می شود. بنابراین تأمین آب شیرین و اخذ تصمیمات ویژه برای کشاورزی باید در فهرست اولیه اقدامات قرار بگیرد.

وابستگی بیش از حد به سنسورها

شهرهای هوشمند مبتنی بر داده ها هستند و اگر شما به دنبال داده هستید باید از طریق سنسورهای تهیه شده در سطح شهر اقدام کنید.  داده های حاهایی مثل جاده ها، ساختمان ها و چراغ های خیابانی به طرزی جادویی بیدار نمی شود و شروع به صحبت در مورد آب و هوا می کند. ما برای دیدن، شنیدن، بوییدن، طعم و احساس از طرف آنها به حسگرها احتیاج داریم . پس از آن یک پلت فرم می تواند تمام داده های خود را جمع آوری کند و از آن برای تصمیم گیری (یا پیشنهاد) در سرعت های بیش از ظرفیت انسانی استفاده کند.
سنسورهای دما، الگوهای ترافیکی، ترافیک پا، کیفیت هوا و یکپارچگی زیرساخت ، در میان بسیاری از چیزها، اندازه گیری خواهد شد. یک تحقیق نوآورانه و شرکت مشاوره، گزارشی را ارائه می دهد که نشان می دهد جهان تا سال 2020 یک تریلیون سنسور را به کار خواهد گرفت.

ما به رهبران نیاز داریم که  استفاده از داده را با عقل و منطق تفسیر کنند. اغلب، مقامات ما اطلاعاتی مانند اسباب بازی را تحویل می دهند، انتظار می رود مردم فقط آنچه را که جهان بینی خود را تغذیه می کنند، تحمل کنند. این به اندازه کافی خوب نیست شهرهای هوشمند به رهبران احتیاج دارند که شجاعت دفاع از داده های خود را داشته باشند، می گویند چه معنی می دهد و آن را به عنوان یک حقیقت تعیین می کند که کدام شهرها تصمیم می گیرند. اگر مقامات در پشت داده های خود پایبند نشوند، عموم مردم نخواهند شد.

در مقاله پژوهشی دیگری برای شناسایی چالش ها، شهرهای کشورهای مختلف را به دو گروه کشورهای شمالی« توسعه یافته » و جنوبی« کمتر توسعه یافته» تقسیم می کنند.
با توجه به شاخص های شهرهای هوشمند در ادامه چالش های موجود در هر یک از این شاخص ها در هر دو نوع از جوامع ارائه می شود:

کشورهای اروپایی توسعه یافته و شمالی

 کشورهای کمتر توسعه یافته وجنوبی

به طور کلی در بحث چالش ها بین این دو اختلافاتی وجود دارد که در برنامه ریزی ها باید مورد توجه قرار بگیرد. پروژه های شهر هوشمند نباید در همه مناطق استراتژی یکسانی را در پیش بگیرد، زیرا چالش ها، شرایط آغاز پروژه، منابع مختلف درد دسرس در شهرها و شهروندان در مناطق مختلف با یکدیگر متفاوت و مختلف می باشند.

در پروژه های شهر هوشمند در کشورهای کمتر توسعه یافته استراتژی ها باید به سمت مهیا کردن برخی خدمات اولیه و پایه ای که دراین شهرها کمبود وجود دارد حرکت کند. به طور مثال در شهر های کشورهای کمتر توسعه یافته یکی از مهمترین چالش ها، احتیاج به یک سیستم حمل و نقل عمومی هوشمند می باشد.  در ارائه خدمات در این شهرها باید شکست های قبلی به خوبی بررسی شود و اشتباهات گذشته تکرار نشود. چالش ها در کشورهای جنوبی در مقایسه با کشورهای شمالی موارد پایه ای و بنیادی تری را شامل می شود. در این نوع شهرها و کشورها سطح سواد اینترنتی کمتر و دسترسی شهر نشینان به ICT کمتر می باشد اما در عوض در شهرهای شمالی تر به دلیل وجود امکانات اولیه، موارد جزئی تر و تخصصی تر می شوند.
در نمودار زیر تفاوت ها در چالش های شهرهای  هوشمند بین شهرهای شمالی و جنوبی به طورکامل ارائه می شود:

نتیجه گیری

 تعامل پذیری به عنوان یک عنصر پایه برای تمام طرح های آتی و همگرایی زیر ساخت ها و یکپارچه سازی خدمات از مهم ترین نیازهای شهر هوشمند معرفی شده است.
 توانمند سازی اشیا برای ارتباط موثر با هم، و یکپارچه سازی سیستم ها در پاسخ به نیاز کاربران به عنوان دیگر نیازهای اصلی در شهر هوشمند شناسایی شده اند..
یکپارچگی نیز یکی دیگر از الزامات شهر هوشمند است که در دو سطح مورد توجه قرار می گیرد. همگرایی افقی یا بین حوزه ای که ماهیتی مشترک و یکپارچگی مشترک را پشتیبانی می کند، و همگرایی عمودی یا خاص که زیر ساخت ها و خدمات درون حوزه ها را پوشش می دهد.
 در این نوشته سعی شد تا چالش های شهرهای هوشمند در مقیاس جهانی و بین کشورها وشهرهای مختلف بررسی شود و مثال هایی نیز در این باره ارائه شد. بنابراین ضروری است که یک برنامه جامع هوشمند سازی اختصاصی برای شهرها در نظر گرفته شود. در نوشته های بعدی سعی خواهد شد تا این چالش ها به صورت تخصصی در ایران مورد توجه و بررسی قرار بگیرد و سپس راهکارهای غلبه براین چالش ها خدمت مخاطبان عزیز کارگشا ارائه گردد.
سپاس از همراهی شما..

منابع

 معرفی تکنولوژی های شهر هوشمند و بررسی چالش های امنیت سایبری

    Smart Cities Concept and Challenges Bases for the Assessment of Smart City Projects